城市轨道交通安全门远程监视盘（PSA）设计

魏耀南 王志飞

【关键词】安全门 PSA 门控 单元

1 简介

安全门是安装于城市地铁或城际快车车站站台边缘的设备，当列车进站时，安全门随着列车门打开而同步打开；当列车出站时，安全门随着列车门关闭而同步关闭。极大的提高运营安全系数、改善乘客候车环境、节约运营成本。

安全门系统是集建筑、机械、电子和控制等学科于一体的综合性设备，其中电气部分主要由门控单元DCU、中央控制盘PSC、就地控制盘PSL和远程监视盘PSA等构成。

2 功能需求

（1）PSA软件包应实现对车站所有安全门状态信息的监视和故障报警功能。

（2）监视各重要控制回路动作状态；如PSL、信号系统、IBP盤，手动操作的开门、安全回路。记录信号系统发出的开门、关门命令以及向信号系统反馈的关闭并锁紧、互锁解除等信息。

（3）系统采用图形功能强、用户界面友好的、能支持多种图形格式和中文界面的正版控制软件。

（4）软件的设计遵循可靠性、可维修性、安全性及冗余设计的原则，充分考虑系统的可靠性并进行软件功能、处理能力方面的预留。

（5）PSA软件包应与中央控制盘（PSC）网络软件兼容，可支持网络接口功能。

（6）系统内部的数据响应时间最长不超过300ms。

3 架构设计

系统在每个站台设置一套PSC柜，内部由两台PLC、交换机、监视主机和接口继电器组等组成。其中PLC负责采集和汇总每侧站台设备的运行数据：通过现场总线采集对应侧门控单元的状态数据和通过干接点的接口电路获取PSL、IBP、电源等设备的控制和状态信号，并提供以太网的通信接口，我方系统应用的是施耐德的PLC，采用了TCP/MODBUS通信协议。监视主机通过该接口读取和汇总两台PLC的数据。

远程监视盘的架设有两种方案：第一种为PSA与监视主机连接，从监视主机中获取站台运行数据，该方案减轻了PSA的数据汇总工作，但监视主机必须得提供通信接口，增加了监视主机的运行负担，并且一旦监视主机崩溃或者死机，PSA将获取不到任何数据。第二种方案为PSA同监视主机一样直接通过交换机与PLC相连，如图1所示，该方案架构简单可靠，并能减小数据获取的延迟时间。本文选择采用第二种方案。

4 功能设计

根据系统功能将远程监视盘软件划分为四部分，分别为通信连接管理模块，站台状态监控模块，门控单元监控模块和数据区，如图2所示。其中通信连接管理模块负责通信创建、删除、故障检测和自恢复等功能，并读取PLC的数据将其存储到数据区。站台状态监控模块和门控单元监控模块从数据区读取数据通过分析和处理显示到界面上。

4.1 通信管理模块

通信管理模块主要完成两部分功能，管理通信连接和读取数据。在初始化阶段，根据用户设定通讯端口和IP地址发送连接请求。成功建立连接后，返回对应的对象变量，供模块调用以收发数据，如果连接失败，则触发连接失败事件通知用户，延时3s后再次发送连接请求，直到连接成功为止。另外，在通信过程中还需实时判断通信状态，以防止网络中断或掉线。为满足实时性的需要，软件每100ms向两台PLC各发送一次读取请求，将读到的数据存放到数据区。

4.2 数据区

数据区用以存储当前的站台运行数据，主要包括DCU运行数据、DCU总线状态和控制设备状态数据。每个DCU的状态由3个字构成，目前国内地铁的基本都采用B型车，最大编组为8节编组，所以这里按32个门分配地址空间；DCU总线状态里存储每个DCU的通信状态；控制设备状态里存放了PSL、信号系统、IBP和PSC等设备的输入输出状态。

4.3 站台监视模块

站台监控模块从数据区读取数据进行逻辑分析和判断，在界面上做出显示。为达到友好的效果，在界面显示区按照设备类型进行分组，一般状态采用蓝色标志显示，激活状态采用绿色标志、故障和报警状态采用红色标志。

4.4 门控单元监视模块

门控单元监视模块根据当前选择的门牌号每100ms读取一次DCU运行数据和总线状态，在界面上按照数据类型将界面划分为严重错误、报警、门位置状态、LCB操作信息和其他状态信息，方便用户直观的查看每个DCU的工作状态。

5 结束语

本文在分析城市轨道交通安全门远程监视盘功能基础上，提出了模块化设计方案，并根据方案完成了软件的设计实现。通过实际测试，软件满足稳定性、可靠性和可扩展性的需求，具备应用到实际项目工程的条件。

参考文献

[1]劳运敬.地铁屏蔽门控制系统的研究[D].广州：华南理工大学，2011.

[2]旷文珍.铁路车站分布式计算机联锁系统[J].中国铁道科学，2012，33（5）：139-143.

[3]尹盼春.地铁屏蔽门控制系统的设计[D].南京：南京理工大学，2010.